一種光伏電站巡檢系統(tǒng)及其運(yùn)行方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種光伏電站巡檢系統(tǒng)及其運(yùn)行方法。現(xiàn)在還沒有一種能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)管光伏發(fā)電系統(tǒng)各項(xiàng)設(shè)備性能及整體指標(biāo)，搬運(yùn)清洗設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)光伏電站無(wú)人巡檢的系統(tǒng)。本發(fā)明專利技術(shù)的特點(diǎn)是：包括中央控制單元、巡檢機(jī)器人單元、保養(yǎng)維護(hù)單元、巡檢導(dǎo)航單元、受巡檢單元和智能清洗設(shè)備；中央控制單元通過(guò)無(wú)線通訊的方式對(duì)巡檢機(jī)器人單元進(jìn)行人工操作，同時(shí)巡檢機(jī)器人單元能夠?qū)⑹占母黝悢?shù)據(jù)處理分類之后發(fā)回給中央控制單元，使得中央控制單元能夠?qū)崟r(shí)了解光伏電站的情況；巡檢機(jī)器人單元依靠巡檢導(dǎo)航單元在智能清洗設(shè)備和受巡檢單元各模塊之間進(jìn)行移動(dòng)。本發(fā)明專利技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)管光伏發(fā)電系統(tǒng)各項(xiàng)設(shè)備性能及整體指標(biāo)，搬運(yùn)清洗設(shè)備。

Photovoltaic power station patrol system and operation method thereof

The invention relates to a photovoltaic power station patrol system and a method for operating the same. At present, there is no system that can monitor the performance and overall indexes of the photovoltaic power generation system, carry the cleaning equipment, and realize the unmanned inspection system of the photovoltaic power station. The invention is characterized in that includes a central control unit, the inspection robot unit, maintenance unit, inspection by navigation unit, testing unit and intelligent cleaning equipment; manual operation of the central control unit of the inspection robot through wireless communication way, at the same time the patrol robot unit can be collected all kinds of data classification after back to central the control unit, the central control unit to real-time understanding of photovoltaic power plants; inspection robot navigation unit relies on patrol unit to move between the intelligent cleaning equipment and inspection unit of each module. The invention can monitor the performance and the integral index of each equipment of the photovoltaic power generation system in real time, and carry the cleaning equipment.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種光伏電站巡檢系統(tǒng)及其運(yùn)行方法
本專利技術(shù)涉及一種光伏電站巡檢系統(tǒng)及其運(yùn)行方法，屬于新能源領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
光伏電站大量建設(shè)之后的管理問(wèn)題日趨突顯。光伏電站建設(shè)往往比較分散，在運(yùn)行時(shí)需要人員進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)工作，在傳統(tǒng)的運(yùn)維方面，光伏電站的運(yùn)維人員需兼顧運(yùn)行及日常維護(hù)、檢修等多項(xiàng)工作，成本高，而且維護(hù)也難以保證質(zhì)量。不少光伏電站配備了基于數(shù)據(jù)通信的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)，雖然能夠檢測(cè)到部分光伏電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)，但無(wú)法了解光伏電站內(nèi)的各設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況，仍然無(wú)法擺脫需要人工維護(hù)的局面。雖然目前也有一些相對(duì)較好的技術(shù)，如公開日為2013年01月30日，公開號(hào)為CN102902245A的中國(guó)專利中，公開了一種光伏電站智能監(jiān)控系統(tǒng)，該光伏電站智能監(jiān)控系統(tǒng)包括環(huán)境檢測(cè)儀、數(shù)據(jù)采集器、存儲(chǔ)設(shè)備、控制模塊、中央處理器和顯示器，該光伏電站智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠預(yù)測(cè)分析未來(lái)日發(fā)電量，還能進(jìn)行智能調(diào)控，但是不具備無(wú)人巡檢及搬運(yùn)清洗設(shè)備的功能。現(xiàn)在城市與鄉(xiāng)村風(fēng)沙霧天氣頻頻，尤其是在西部沙塵天氣較多的地區(qū)，光伏板容易積灰，鳥雀排便也是個(gè)重要的影響因素，積灰之后光伏板難以自潔，降低了光伏發(fā)電的效率。為了實(shí)現(xiàn)光伏板清洗智能化，當(dāng)前很多企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)研制生產(chǎn)了光伏板自動(dòng)清洗機(jī)，類型各異，能夠初步滿足光伏板清洗要求。但是清洗設(shè)備往往只能在單個(gè)光伏板單元清洗，難以在不同光伏板單元之間進(jìn)行移動(dòng)。現(xiàn)在還沒有一種將現(xiàn)有技術(shù)有效整合后能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)管光伏發(fā)電系統(tǒng)各項(xiàng)設(shè)備性能及整體指標(biāo)，搬運(yùn)清洗設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)光伏電站無(wú)人巡檢的系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)管光伏發(fā)電系統(tǒng)各項(xiàng)設(shè)備性能及整體指標(biāo)，搬運(yùn)清洗設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)光伏電站無(wú)人巡檢的光伏電站巡檢系統(tǒng)及其運(yùn)行方法。本專利技術(shù)解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：該光伏電站巡檢系統(tǒng)的特點(diǎn)在于：包括中央控制單元、巡檢機(jī)器人單元、保養(yǎng)維護(hù)單元、巡檢導(dǎo)航單元、受巡檢單元和智能清洗設(shè)備；中央控制單元包括數(shù)據(jù)接收處理模塊、系統(tǒng)狀態(tài)顯示模塊、人工操作模塊、巡檢機(jī)器人狀態(tài)顯示模塊；巡檢機(jī)器人單元包括驅(qū)動(dòng)模塊、就地操作模塊、通信及控制模塊、搬運(yùn)模塊、數(shù)據(jù)與圖像采集處理模塊；保養(yǎng)維護(hù)單元包括充電模塊、檢測(cè)模塊和遮蔽模塊；巡檢導(dǎo)航單元包括導(dǎo)航磁條和RFID卡；受巡檢單元包括光伏板陣列、充電控制器、逆變器、蓄電池組、配電柜等光伏電站的基本組成部分；中央控制單元可以通過(guò)無(wú)線通訊的方式對(duì)巡檢機(jī)器人單元進(jìn)行人工操作，同時(shí)巡檢機(jī)器人單元能夠?qū)⑹占母黝悢?shù)據(jù)處理分類之后發(fā)回給中央控制單元，使得中央控制單元能夠?qū)崟r(shí)了解光伏電站的情況；巡檢機(jī)器人單元依靠巡檢導(dǎo)航單元在智能清洗設(shè)備和受巡檢單元各模塊之間進(jìn)行移動(dòng)；巡檢機(jī)器人能夠依靠巡檢導(dǎo)航單元返回檢修維護(hù)單元進(jìn)行保養(yǎng)和充電。作為優(yōu)選，本專利技術(shù)所述中央控制單元中的數(shù)據(jù)接收處理模塊通過(guò)無(wú)線通信的方式接收巡檢機(jī)器人發(fā)回的光伏電站信息，進(jìn)行進(jìn)一步的梳理和分析，并將信息儲(chǔ)存至數(shù)據(jù)庫(kù)；所述系統(tǒng)狀態(tài)顯示模塊顯示數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)來(lái)的關(guān)鍵信息，并對(duì)不合格指標(biāo)進(jìn)行報(bào)警動(dòng)作；所述人工操作模塊可以對(duì)巡檢機(jī)器人單元進(jìn)行人工遠(yuǎn)程操作，對(duì)光伏電站內(nèi)發(fā)生的非常規(guī)事態(tài)進(jìn)行即時(shí)處理；所述巡檢機(jī)器人狀態(tài)顯示模塊能夠顯示機(jī)器人的實(shí)時(shí)位置、具體操作行為、巡檢機(jī)器人各模塊是否故障，同時(shí)能夠發(fā)出報(bào)警信號(hào)進(jìn)行提醒。作為優(yōu)選，本專利技術(shù)所述巡檢機(jī)器人單元中的驅(qū)動(dòng)模塊能夠驅(qū)動(dòng)巡檢機(jī)器人單元安全可靠的移動(dòng)，并根據(jù)巡檢導(dǎo)航單元提供的各種操作標(biāo)志進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作；就地操作模塊能夠提供人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作的人機(jī)界面，并配有就地報(bào)警裝置、就地緊急停車按鈕等組件；通信及控制模塊能夠接收中央控制單元發(fā)出的指令，發(fā)回現(xiàn)場(chǎng)采集的各類信息，按設(shè)定好的程序自動(dòng)控制巡檢機(jī)器人單元工作或接收遠(yuǎn)方指令的控制對(duì)光伏電站內(nèi)發(fā)生的非常規(guī)事態(tài)進(jìn)行處理；搬運(yùn)模塊能夠根據(jù)控制指令對(duì)智能清洗設(shè)備執(zhí)行搬運(yùn)或卸裝操作，使得智能清洗設(shè)備能夠在各個(gè)光伏板單元之間進(jìn)行移動(dòng)；數(shù)據(jù)與圖像采集處理模塊能夠采集現(xiàn)場(chǎng)儀器設(shè)備的數(shù)據(jù)，檢查受巡檢單元各模塊的外部狀態(tài)，并對(duì)收集到的數(shù)據(jù)和圖像進(jìn)行處理和分類。作為優(yōu)選，本專利技術(shù)所述保養(yǎng)維護(hù)單元中的充電模塊能夠?qū)ρ矙z機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)充電；所述檢測(cè)模塊能夠?qū)Ψ祷氐难矙z機(jī)器人進(jìn)行檢測(cè)，判斷機(jī)體的運(yùn)行狀態(tài)并傳輸體檢報(bào)告給中央控制單元；所述遮蔽模塊能夠?yàn)檠矙z機(jī)器人、充電模塊、檢測(cè)模塊遮風(fēng)擋雨，減少自然環(huán)境對(duì)設(shè)備的破壞，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。作為優(yōu)選，本專利技術(shù)所述巡檢導(dǎo)航單元中的導(dǎo)航磁條能夠提供足夠強(qiáng)度的磁場(chǎng)供巡檢機(jī)器人單元識(shí)別判斷；所述的RFID卡可以根據(jù)要求實(shí)際需求設(shè)定各類功能，如搬運(yùn)、卸裝、轉(zhuǎn)彎、執(zhí)行等。作為優(yōu)選，本專利技術(shù)所述的智能清洗設(shè)備能夠根據(jù)程序設(shè)定的路徑對(duì)單個(gè)光伏板單元進(jìn)行自動(dòng)清洗。一種光伏電站巡檢系統(tǒng)的運(yùn)行方法，其特征在于：包括如下步驟：（1）中央控制單元設(shè)定好巡檢機(jī)器人單元的自動(dòng)運(yùn)行程序，巡檢機(jī)器人單元收到指令后按規(guī)定程序進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，在需要進(jìn)行巡視檢查的時(shí)候，走出保養(yǎng)維護(hù)單元，沿著巡檢導(dǎo)航單元移動(dòng)，或搬運(yùn)卸裝智能清洗設(shè)備、或讀取儀表和設(shè)備的數(shù)據(jù)、或檢查受巡檢單元各模塊的外部狀態(tài)，將初步處理后的各類數(shù)據(jù)和圖像發(fā)回給中央控制單元，巡視檢查完成后或突遇惡劣天氣時(shí)返回保養(yǎng)維護(hù)單元；（2）在返回保養(yǎng)維護(hù)單元后，巡檢機(jī)器人可以自動(dòng)充電，并使用保養(yǎng)維護(hù)單元內(nèi)的設(shè)備對(duì)自身狀況進(jìn)行體檢，及時(shí)排除故障隱患，同時(shí)將體檢報(bào)告發(fā)回中央控制單元，使中央控制單元能夠?qū)崟r(shí)了解巡檢機(jī)器人的狀態(tài)；（3）巡檢機(jī)器人在巡檢途中如果發(fā)現(xiàn)自身的組件出現(xiàn)故障、或受巡檢單元和智能清洗設(shè)備發(fā)生故障、或光伏電站內(nèi)出現(xiàn)危險(xiǎn)源，會(huì)及時(shí)給中央控制單元發(fā)回報(bào)警信號(hào)，并且巡檢機(jī)器人還能就地發(fā)出警報(bào)信號(hào)，提醒附近人員；（4）當(dāng)光伏電站內(nèi)發(fā)生非常規(guī)事態(tài)且巡檢機(jī)器人無(wú)法自動(dòng)處理或工作人員希望進(jìn)行遠(yuǎn)程操作時(shí)，可以發(fā)出指令遙控巡檢機(jī)器人，根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行人工操作，操作完成后再將巡檢機(jī)器人的工作狀態(tài)切回自動(dòng)運(yùn)行模式。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，通過(guò)有機(jī)的整合現(xiàn)有技術(shù)，第一能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)管光伏發(fā)電系統(tǒng)各項(xiàng)設(shè)備性能及整體指標(biāo)，第二能夠自動(dòng)搬運(yùn)光伏板清洗設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)光伏電站無(wú)人巡檢，明顯區(qū)別于傳統(tǒng)的依靠人力進(jìn)行巡檢維護(hù)的方式。在路面上鋪設(shè)磁條，通過(guò)磁導(dǎo)航傳感器不間斷的感應(yīng)磁條產(chǎn)生的磁信號(hào)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航，通過(guò)讀取預(yù)先埋設(shè)的RFID卡來(lái)完成指定任務(wù)，這種磁條導(dǎo)航技術(shù)的成本低，簡(jiǎn)單可靠。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)實(shí)施例中光伏電站巡檢系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例中央控制單元的示意圖。圖3為本專利技術(shù)實(shí)施例巡檢機(jī)器人單元的示意圖。圖4為本專利技術(shù)實(shí)施例保養(yǎng)維護(hù)單元的示意圖。圖5為本專利技術(shù)實(shí)施例巡檢導(dǎo)航單元的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本專利技術(shù)實(shí)施例受巡檢單元的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖并通過(guò)實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以下實(shí)施例是對(duì)本專利技術(shù)的解釋而本專利技術(shù)并不局限于以下實(shí)施例。實(shí)施例。參見圖1至圖6，本實(shí)施例中的光伏電站巡檢系統(tǒng)包括中央控制單元、巡檢機(jī)器人單元、保養(yǎng)維護(hù)單元、巡檢導(dǎo)航單元、受巡檢單元和智能清洗設(shè)備。中央控制單元包括數(shù)據(jù)接收處理模塊、系統(tǒng)狀態(tài)顯示模塊、人工操作模塊、巡檢機(jī)器人狀態(tài)顯示模塊；巡檢機(jī)器人單元包括驅(qū)動(dòng)模塊、就地操作模塊、通信及控制模塊、搬運(yùn)模塊、數(shù)據(jù)與圖像采集處理模塊；保養(yǎng)維護(hù)單元包本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種光伏電站巡檢系統(tǒng)，其特征在于：包括中央控制單元、巡檢機(jī)器人單元、保養(yǎng)維護(hù)單元、巡檢導(dǎo)航單元、受巡檢單元和智能清洗設(shè)備；所述中央控制單元包括數(shù)據(jù)接收處理模塊、系統(tǒng)狀態(tài)顯示模塊、人工操作模塊、巡檢機(jī)器人狀態(tài)顯示模塊；所述巡檢機(jī)器人單元包括驅(qū)動(dòng)模塊、就地操作模塊、通信及控制模塊、搬運(yùn)模塊、數(shù)據(jù)與圖像采集處理模塊；所述保養(yǎng)維護(hù)單元包括充電模塊、檢測(cè)模塊和遮蔽模塊；所述巡檢導(dǎo)航單元包括導(dǎo)航磁條和RFID卡；所述受巡檢單元包括光伏板陣列、充電控制器、逆變器、蓄電池組和配電柜；所述中央控制單元通過(guò)無(wú)線通訊的方式對(duì)巡檢機(jī)器人單元進(jìn)行人工操作，同時(shí)巡檢機(jī)器人單元將收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分類之后發(fā)回給中央控制單元，使得中央控制單元實(shí)時(shí)了解光伏電站的情況；巡檢機(jī)器人單元依靠巡檢導(dǎo)航單元在智能清洗設(shè)備和受巡檢單元各模塊之間進(jìn)行移動(dòng)；巡檢機(jī)器人能夠依靠巡檢導(dǎo)航單元返回檢修維護(hù)單元進(jìn)行保養(yǎng)和充電。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種光伏電站巡檢系統(tǒng)，其特征在于：包括中央控制單元、巡檢機(jī)器人單元、保養(yǎng)維護(hù)單元、巡檢導(dǎo)航單元、受巡檢單元和智能清洗設(shè)備；所述中央控制單元包括數(shù)據(jù)接收處理模塊、系統(tǒng)狀態(tài)顯示模塊、人工操作模塊、巡檢機(jī)器人狀態(tài)顯示模塊；所述巡檢機(jī)器人單元包括驅(qū)動(dòng)模塊、就地操作模塊、通信及控制模塊、搬運(yùn)模塊、數(shù)據(jù)與圖像采集處理模塊；所述保養(yǎng)維護(hù)單元包括充電模塊、檢測(cè)模塊和遮蔽模塊；所述巡檢導(dǎo)航單元包括導(dǎo)航磁條和RFID卡；所述受巡檢單元包括光伏板陣列、充電控制器、逆變器、蓄電池組和配電柜；所述中央控制單元通過(guò)無(wú)線通訊的方式對(duì)巡檢機(jī)器人單元進(jìn)行人工操作，同時(shí)巡檢機(jī)器人單元將收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分類之后發(fā)回給中央控制單元，使得中央控制單元實(shí)時(shí)了解光伏電站的情況；巡檢機(jī)器人單元依靠巡檢導(dǎo)航單元在智能清洗設(shè)備和受巡檢單元各模塊之間進(jìn)行移動(dòng)；巡檢機(jī)器人能夠依靠巡檢導(dǎo)航單元返回檢修維護(hù)單元進(jìn)行保養(yǎng)和充電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏電站巡檢系統(tǒng)，其特征在于：所述中央控制單元中的數(shù)據(jù)接收處理模塊通過(guò)無(wú)線通信的方式接收巡檢機(jī)器人發(fā)回的光伏電站信息，進(jìn)行進(jìn)一步的梳理和分析，并將信息儲(chǔ)存至數(shù)據(jù)庫(kù)；所述系統(tǒng)狀態(tài)顯示模塊顯示數(shù)據(jù)與圖像采集處理模塊發(fā)來(lái)的關(guān)鍵信息，并對(duì)不合格指標(biāo)進(jìn)行報(bào)警動(dòng)作；所述人工操作模塊對(duì)巡檢機(jī)器人單元進(jìn)行人工遠(yuǎn)程操作，對(duì)光伏電站內(nèi)發(fā)生的非常規(guī)事態(tài)進(jìn)行即時(shí)處理；所述巡檢機(jī)器人狀態(tài)顯示模塊顯示機(jī)器人的實(shí)時(shí)位置、具體操作行為、以及巡檢機(jī)器人各模塊是否故障，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)進(jìn)行提醒。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏電站巡檢系統(tǒng)，其特征在于：所述巡檢機(jī)器人單元中的驅(qū)動(dòng)模塊用于驅(qū)動(dòng)巡檢機(jī)器人單元安全可靠的移動(dòng)，并根據(jù)巡檢導(dǎo)航單元提供的各種操作標(biāo)志進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作；所述就地操作模塊用于提供人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作的人機(jī)界面，并配有就地報(bào)警裝置和就地緊急停車按鈕；通信及控制模塊用于接收中央控制單元發(fā)出的指令，發(fā)回現(xiàn)場(chǎng)采集的各類信息，按設(shè)定好的程序自動(dòng)控制巡檢機(jī)器人單元工作或接收遠(yuǎn)方指令的控制對(duì)光伏電站內(nèi)發(fā)生的非常規(guī)事態(tài)進(jìn)行處理；搬運(yùn)模塊用于根據(jù)控制指令對(duì)智能清洗設(shè)備執(zhí)行搬運(yùn)或卸裝操作，使得智能清洗設(shè)備在各個(gè)光伏...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周崇波，陳飛飛，程雪山，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：杭州華電雙冠能源科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：浙江,33